DE2507149B2

DE2507149B2 - Verfahren zur Herstellung einer Bildwandler- oder Bildverstärkerröhre

Info

Publication number: DE2507149B2
Application number: DE19752507149
Authority: DE
Inventors: Peter 8520 Erlangen Roemer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-02-19
Filing date: 1975-02-19
Publication date: 1979-06-13
Also published as: DE2507149C3; DE2507149A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Bildwandler- oder Bildverstärkerröhre nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wre es etwa bereits aus der US-PS 25 86 304 bekannt ist

Solche Bildwandler werden in der Regel zur Umsetzung unsichtbarer Bilder in solche, die sichtbar sind, benutzt D-"zu werden im Wandler an einer Fotokathode die sichtbar zu machenden Strahlen in ein Elektronenbild umgesetzt Nach Beschleunigung und elektronenoptischer Behandlung weraen diese dann zur Sichtbarmachung auf einem Aus_öapgsleuchtschirm abgebildet Dabei wird für die Fotokathode in der Rege! Cäsium (Cs) verwendet Bei den sog. Multialkalikathoden wird aber auch Kalium (K) und Natrium (Na) benutzt Diese Alkalimetalle wirken bekanntlich schädlieh, d. h. die Leuchtfähigkeit vermindernd, auf Leuchtstoffe ein, die im Ausgangsleuchtschirm verwendet werden.

Bei der Herstellung von Bildwandlern, insbesondere sog. Röntgenbildverstärkern, gibt es Ausfälle wegen ν fii'iutiiu&E üug uC

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ist zurückführbar auf die schädliche Einwirkung der bei der Herstellung der Fotokathode benutzten Alkalimetalle. Diese als Vergiftung bezeichnete Erscheinung entsteht nach herrschender Meinung dadurch, daß das Alkalimetall den in der Regel im Ausgangsschirm verwendeten Zink-Cadmiumsulfid- Leuchtstoff

(ZnCdS: Akt) angreift und seine Leuchtfähigkeit zerstört. Als Aktivator »Akt« kommt etwa Silber oder Kupfer in Betracht Das Alkalimetall zieht den Schwefel an sich und läßt die Metalle Zink und Cadmium zurück,

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ihrer dunklen Farbe die Abgabe des Lumineszenzlichtes behindern. Deshalb wurde versucht, Schutzmaßnahmen zu treffen, wie sie etwa die in der CH-PS 3 16 948 beschriebenen sind. Dabei sollen Blenden verhindern, daß aufgedampftes Alkalimetall den Ausgangsleuchtschirm erreicht Eine solche Vorrichtung stellt zweifellos einen zusätzlichen komplizierten Aufwand dar. Es ist überdies notwendig, diese Vorrichtung nach Fertigstellung der Röhre zu entfernen und den Montageansatz wieder dauerhaft vakuumdicht zu verschließen. Außerdem tritt beim Kathodenbau sowie auch im fertigen Bildwandler noch ein Dampfdruckgleichgewicht des Alkalimetall der Fotokathode ein, so daß steis Alkalimetalldampf in der Röhre vorhanden ist

Aus der US-PS 25 86 304 ist ein Aufbau von Bildwandler- oder Bildverstärkerröhren mit einem Ausgangsleuchtschirm und einer mit Alkalimetall, insbesondere mit Cäsium, aktivierten Fotokathode bekannt, bei dem zunächst der gegen Alkalimetalle empfindliche Leuchtstoff des Aaisgangsleuchtschirms zur Bildung eh.er Schut^chicht gegen Alkalimetalle mit einem Metall bedampft und anschließend einer oxidierenden Atmosphäre ausgesetzt wird und bei dem erst dann die Fotokathode formiert wird. Zum Konservieren des Leuchtstoffs werden aber Stoffe verwendet die sonst in der Fotokathode nicht vorkommen, etwa /'uminium oder Chrom. Dafür müssen zusätzliche Bedampfer vorgesehen werden. Außerdem sind besondere Behandlungsmittel, wie ein Glühofen oder ein elektrolytisches Bad, zur Oxidation nötig, deren Einsatz zudem noch auf manche Leuchtstoffe schädlich wirk ^ η kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Bildwandler- oder Bildverstärkerröhre gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, bei dem der Ausgangsleuchtschirm vor schädlichem Angriff durch Alkalimetalle der Fotokathode geschützt ist und der dafür erforderliche Aufwand niedrig bleibt Diese Aufgabe wird eriindungsgemäß eurch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst

Versuche, die zur Erfindung führten, haben gezeigt daß die schädliche Reaktion etwa von Cäsium, Kalium und Natrium mit dem (ZnCd) S-Leuchtstoff des Ausgangsleuchtschirmes hauptsächlich dann eintritt wenn längere Zeit, etwa 15 bis 20 min höhere Cäsium-Partialdrucke als 1333 · 10~² Pa bei einer Temperatur von 75 bis 220⁰C auf den Leuchtstoff einwirken.

Eine wirksame Schu-zschicht kann folgendermaßen erhalten werden: Man bringt den Betrachtungsschirm in einem Rezipienten und heizt dor* bei e; em Druck von etwa 1,33 · 10—♦ Pa (Hochvakuum) 7 Stunden lang bei etwa 270⁰C aus. Dies erfolgt damit vorhandene Verunreinigungen und Wasserhäute von den Oberflächen fortgeheizt werden und somit eine saubere Oberfläche entsteht Der Druck nach dem Ausheizpro zeß im abgekühlten Rezipienten sollte etwa 1333 ■ 10-⁵ Pa betragen. Bei einer Temperatur von 75 bis 100⁰C wird dann ein Cäsiumentwickler in Betrieb gesetzt Der dabei entstehende Partialdruck des Cäsiums sollte etwa I333 ■ ΙΟ-⁴ Pa nicht überschreiten. Nach einer Einwirkungszeit von 10 bis 15 min wird der Rezipient auf Raumtemperatur abgekühlt und belüftet So können Schutzschichten auf dem Zink-Kadmium-(ZnCdS)-Leuchtstoff erhalten werden, die in Bildwandlern dauerhaft beständige Leuchtschichten ergeben.

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eine Reaktion der atmosphärischen Bestandteile mit dem auf den Leuchtschirm und den dort vorhandenen Leuchtstoffkörnern kondensiertes Cäsium aufquellen läßt, so daß eine kompakte Diffusionssperre erzeugt wird, durch welche erneut auftreffendes Alkalimetall, wie etwa Cäsium, nicht mehr durchdrigen kann. Es ist anzunehmen, daß das Cäsium mit dem Wasserdampf der Luft reagiert Die so entstandene Schicht ist temperaturbeständig und hält auch Temperaturen oberhalb 300⁰C aus. Die optischen und die Lumineszenz-Eigenschaften des Schirmes werden durch eine derartige Behandlung,

wie Messungen am Bildverstärker gezeigt haben, nicht beeinflußt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren erläutert.

F i g. 1 ist schematisch der Schnitt durch einen Röntgenbildverstärker gezeichnet, dessen Ausgangsschirai in erfindungsgemäßer Weise mit einer Schutzschicht versehen ist und

F i g. 2 eine Einrichtung zsr Anbringung der schützenden Zwischenschicht.

In der F i g. 1 ist mit 1 ein vakuumdichter Kolben bezeichnet, in dem die Elemente eines elektronischen Bildverstärkers untergebracht sind. Diese Elemente beginnen am einen Ende des Kolbens 1 mit einem Eingangsschirm Z Dieser liegt hinter einem ""'ncangsfenster 3, welches den einen Abschluß des zy'-'Cerförmigen Kolbens 1 darstellt. Auf den F^;.nga"gsschirm folgen dann Ringelektroden 4, 5 und 6 sowie eine Leuchtschicht 7, die auf die Eäektr -'-> 6 zu mit einer dünnen Aiuiiäniumschicht» beleg", ist und die aui der anderen Seite auf einem Träfe-.1· 9 aus 1,1 mm dickem Glas liegt Dieser Schirm liegt an dem Fenster 3 gegenüberliegenden Ende des Kolbens 1.

Der Eingangsschirm 2 ist im Kolben 1 durch Stege fixiert, von denen in der Figur die mit 10 und 11 bezeichneten sichtbar sind. Sie reichen von der Wand des Kolbens 1 zum Träger 12 des Eingangsschirms 2. Der Träger V2 ist mit einer Absorptionsschicht 13 aus Gold belegt Die Leuchtstoffschicht 14 besteht aus Cäsiumjodid, das mit Nat/ium aktiviert ist (CsJ: Na). Diese Schicht ist dann an ihrer den Elektroden 4 und 6 zugewandten Seite mit einer Fotokathodenschicht 15 bedeckt Diese besteht wie bei den bekannten Bildverstärkern, die Mr Röntgenstrahlen empfindlich sind, aus Cäsium-Antimon, dem man in der Regel die Formel SbCsi zuschreibt Diese Schicht kann aber auch aus Antimon und mehreren Alkalimetallen, wie Natrium (Na) und Kalium (K), bestehen und formelmäßig z. B. Sb(Na₂K)CS oder SbK₂Cs sein. Der Träger 12 und damit auch die Schichten 13 bis 15 haben die Form einer den Forderungen der Elektronenoptik angepaßt gekrümmten Kalotte. Sie wird in bekarnter Weise —ädurch hergestellt, daß nach fertiggestelltem Einbau des Kolbens, d. h. nach dem Einbringen der Teile 2 bis 9, der Kolben 1 vakuumdicht geschlossen wird und daß anschließend nach Ausheizen und Evakuieren die Schicht 15 auf die Leuchtschicht 14 aufgedampft wird.

Um bei dem vorstehend erwähnten Herstellen der Fotokathodenschicht 15 eine geschützte Leuchtschicht 7 des Ausgangsschirms zu haben, wird diese Schicht, die auf dem Träger 9 ruht und mit der Aluminiumschicht 8, die 10-⁶ m stark ist, versehen wurde, in einen in F i g. 2 dargestellten Rezipienten 16 gebracht Dort wird mittels einer mit i7 angedeuteten Pumpe evakuiert, so daß sich der auf Stützen, von denen die mit 17 und 18 bezeichneten dargestellt sind, liegende Leuchtschirm 7 entsprechend der. oben angegebenen Maßnahmen behandelt werden kann. Dazu wird zunächst der in der Glocke 9 liegende Raum etwa durch eine in der Unterlage angebrachte, von der Stromquelle 2« aiü, nut Energie versorgte, durch eine gestrichelte Heizspirale 20' angedeutete Heizung auf 270⁰C erwärmt, so daß der oben beschriebene Ausheizvorgang st»«ifindet Nachdem der Druck sich auf 1333 - 10~⁵ PA stabilisiert hat, erfolgt ebenfalls mittels der Stromquelle 20 die Herzung des Verdampfers 21, auf welchem sich ein Schiffchen 22 mit einec Cäsiumquelle 23 befindet Dieses wird dann in den Raum ^es Rezipienten 16 entlassen und entlang der gestrichelten Linien 24 auch auf den Leuchtschirm bzw. die abdeckende Aluminiumschicht gelangen. Dort diffuniert das Cäsium durch die dünne Schicht 8 hindurch in die Leuchtschicht 7 und umhüllt die Leuchtstoffkörner. Nachdem 15 bis 20 min lang bedampft worden ist, wird die Heizung der Unterlage wieder abgestellt und durch öffnen des Hahnes 25 bei Raumtemperatur der Rezipient belüftet. Durch diesen Prozeß wird der Leuchtstoff so behandelt daß er in den Kolben 1 eingebaut werden kann und gegen einen späteren Angriff durch Cäsium, Kalium und Natrium bei der Herstellung der Schicht 15 geschützt ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

25 07 14S Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Bildwandleruder Bildverstärkerröhre mit einem Ausgangs-Ieuchtschirm und einer mit Alkalimetall, insbesondere mit Cäsium, aktivierten Fotokathode, bei dem zunächst der gegen Alkalimetalle empfindliche Leuchtstoff des Ausgangsleuchtschirms zur Bildung einer Schutzschicht gegen Alkalimetalle mit einem Metall bedampft und anschließend einer oxidierenden Atmosphäre ausgesetzt wird und bei dem erst dann die Fotokathode formiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bedampfung des Leuchtstoffs Alkalimetall verwendet wird, daß die Bedampfung in einem Rezipienten bei höchstens '⁵ 1333 - 10-· PA und 70 bis 100⁰C durchgeführt wird und daß dann der Rezipient belüftet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Leuchtstoff aktiviertes Zink-Cadmiumsulfid und als Alkalimetall Cäsium verwendet wird.